【正文】 自動化的步伐。自動化裝配生產(chǎn)線機(jī)械手設(shè)計畢業(yè)論文目 次1 緒論 …………………………………………………………………………………1 概述 ………………………………………………………………………………1 裝配線機(jī)械手的定義及組成 ……………………………………………………………1 裝配線機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用……………………………………………………2 裝配線機(jī)械手的發(fā)展方向…………………………………………………………3 本章小結(jié)……………………………………………………………………………32 總體方案設(shè)計與論證 ………………………………………………………………3 設(shè)計背景……………………………………………………………………………3 基本參數(shù)……………………………………………………………………………4 自由度的布置………………………………………………………………………4 運動范圍……………………………………………………………………………5 驅(qū)動方式和傳動方式的選擇………………………………………………………5 各個自由度的實現(xiàn)…………………………………………………………………6 本章小結(jié)……………………………………………………………………………73 各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸確定及校核…………………………………………………7 手部設(shè)計……………………………………………………………………………7 腕部回轉(zhuǎn)油缸設(shè)計…………………………………………………………………7 小臂伸縮油缸設(shè)計 ………………………………………………………………14 俯仰缸的設(shè)計計算 ………………………………………………………………19 大臂回轉(zhuǎn)缸的設(shè)計計算 …………………………………………………………23 大臂升降缸的設(shè)計計算 …………………………………………………………27 縱向移動油缸的設(shè)計計算 ………………………………………………………30 本章小結(jié) …………………………………………………………………………324 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………………32 換向回路的確定 …………………………………………………………………32 調(diào)速方案的確定 …………………………………………………………………33 減速緩沖回路的確定 ……………………………………………………………33 系統(tǒng)的安全可靠性 ………………………………………………………………33 本章小結(jié) …………………………………………………………………………355 PLC控制系統(tǒng)…………………………………………………………………………35 PLC的構(gòu)成及工作原理……………………………………………………………35 PLC產(chǎn)品選擇………………………………………………………………………37 PLC部分程序………………………………………………………………………42結(jié)論 ……………………………………………………………………………………44參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………45致謝 ……………………………………………………………………………………46451 引言1．1 概述隨著社會的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，機(jī)械手在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化。 裝配線機(jī)械手的定義及組成裝配線機(jī)械手一般可以理解為：在工業(yè)生產(chǎn)的裝配生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用的一種能代替人完成裝配的﹑能自動控制的﹑多功能的﹑多自由度的工業(yè)機(jī)器人。 臀部：是支撐被抓取工件、手部、腕部的重要部件，帶動手部和腕部去抓取工件，并按預(yù)定要求將其搬運到指定位置。它的運動范圍是指機(jī)械手在平面或空間的運動圖形及其大小。 驅(qū)動部分驅(qū)動部分是為執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件提供動力的裝置，根據(jù)動力源不同，驅(qū)動系統(tǒng)可分為氣動﹑液動﹑電動﹑機(jī)械式四種形式。裝配線機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人類的活動，它能代替人類在危險環(huán)境（有毒﹑高溫﹑高壓﹑放射性） 中完成裝配工作，減少了人類從事裝配的危險性，同時也提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。其中應(yīng)用最多的是應(yīng)用制造領(lǐng)域的裝配線機(jī)械手，包括飛機(jī)制造﹑汽車制造﹑電機(jī)制造﹑金屬加工﹑通用機(jī)械制造等制造領(lǐng)域。 研究開發(fā)新型手部，例如開發(fā)新型微動手部；開發(fā)類似人手指的手部等，以擴(kuò)大裝配線機(jī)械手的應(yīng)用范圍； 大力開發(fā)裝配線機(jī)械手仿真技術(shù)和計算機(jī)軟件系統(tǒng)作業(yè)任務(wù)，采取計算機(jī)語言以“離線編程”方式進(jìn)行；采用計算機(jī)仿真技術(shù)校核機(jī)械手在完成某個操作過程的可行性。本次設(shè)計就是在分析、研究以往優(yōu)秀的裝配線機(jī)械手的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而成的。此外工人長期從事裝配工作會容易產(chǎn)生疲勞，增加了生產(chǎn)的危險性。～+90176。30176。/s大臂升降200mm30mm/s縱向移動200mm30mm/s 自由度的布置根據(jù)工作范圍大小、工作的靈活度和整個機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，： 自由度布置圖 運動范圍() 運動范圍俯視圖和主視圖 驅(qū)動方式和傳動方式的選擇 驅(qū)動方式的選擇在整個設(shè)計中，各自由度均采用液壓驅(qū)動，之所以用液壓驅(qū)動，是因為液壓驅(qū)動具有以下優(yōu)點： 調(diào)速范圍較大，而且還可以無級調(diào)速，易于適應(yīng)不同工作要求； 液壓技術(shù)容易達(dá)到較高的單位面積壓力，即驅(qū)動力或驅(qū)動力矩大； 由于液壓機(jī)構(gòu)一般重量比較輕，因而具有慣性小的特點，故而它的速度反應(yīng)性比較好； 傳動平穩(wěn)，能吸收沖擊力可以較平穩(wěn)地實現(xiàn)頻繁轉(zhuǎn)向； 定位精度高；正因為液壓傳動有以上優(yōu)點，故本裝配線機(jī)械手采用液壓驅(qū)動，采用電磁換向閥控制。在本設(shè)計中用回轉(zhuǎn)油缸實現(xiàn)腕部的轉(zhuǎn)動。且要求密封性良好。通過這一章的介紹，為下一章各部分的具體設(shè)計計算打好了基礎(chǔ)。手部設(shè)計是應(yīng)考慮以下幾個問題： 應(yīng)具有足夠夾緊力； 加緊平穩(wěn)可靠； 手指間應(yīng)具有一定的開閉角；所以，本機(jī)械手采用夾持式V型手指，這種手指的特點是結(jié)構(gòu)簡單，工作靈活。加緊力N=k1k2k3G取安全系數(shù)k1=取動載系數(shù)k2=1+a/g=1+20/=式中： a為最大緩沖加速度，a=20m/,g為重力加速度g=取方位系數(shù)k3=sin45176。=60176。sin30176。缸筒壁厚的校核在中低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚常有結(jié)構(gòu)工藝上的要求決定，一般不需校核 連接螺栓強(qiáng)度校核 當(dāng)缸筒與缸蓋采用法蘭連接時，要校核連接螺栓的強(qiáng)度。小臂的驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計為單作用油缸，并采用無縫鋼管導(dǎo)向，用鋼板作支撐板，這樣的結(jié)構(gòu)大大地提高了臂部的支撐剛度，也減輕了臂部的自重，而且空心的導(dǎo)向管還可以布置油路，這種結(jié)構(gòu)使臂部的整體結(jié)構(gòu)變得更簡單緊湊。對于塑性材料制成的短桿，若在形式上仍當(dāng)穩(wěn)定性問題來處理，則應(yīng)用屈服極限作為這類短桿的臨界應(yīng)力，即==306Mpa,則實際安全系數(shù)： n====2656故活塞桿的剛度滿足要求 導(dǎo)向桿的強(qiáng)度校核如果導(dǎo)向桿完全伸出時強(qiáng)度足夠，那么導(dǎo)向桿就能滿足強(qiáng)度要求，,此時重心L=132+400+300=832mm, 支承長度a=80mm 導(dǎo)向桿受力簡圖列受力方程得 帶入數(shù)據(jù)計算得，= =： 所以危險截面在B處，其最大值= 由強(qiáng)度校核條件，得==式中： =d/D=d為導(dǎo)向桿的內(nèi)徑D為導(dǎo)向桿的外徑帶入數(shù)據(jù)計算得=98Mpa 許=170Mpa所以導(dǎo)向桿的強(qiáng)度是足夠的 導(dǎo)向桿受力彎矩圖 俯仰缸的設(shè)計計算俯仰缸的主要作用就是使機(jī)械手能夠上仰下俯，擴(kuò)大機(jī)械手的使用范圍。時，≈15176。驅(qū)動力矩按下式計算：=（+ ）式中： 為摩擦力矩（主要為密封處的摩擦力矩）為啟動時慣性力矩為回轉(zhuǎn)油缸回油腔的背壓力矩 的計算為啟動時慣性力矩，一般按下式計算=式中： J為臂部對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量 為臂部回轉(zhuǎn)角速度,這里取=20176。在定片上由于螺釘?shù)倪B接作用，使被連接表面不能產(chǎn)生相對滑動。 結(jié)構(gòu)布置要合理，便于裝修 手臂升降運動驅(qū)動力的計算根據(jù)油缸驅(qū)動時需要克服的運動部件的總重量、摩擦力和啟動慣性力等幾個方面的阻力，所以油缸的驅(qū)動力為=式中 為各支承處和密封處摩擦力 為啟動時的慣性力 W為運動部件（包括手部、腕部和工件）的總重量 W的計算將腰部回轉(zhuǎn)缸、回轉(zhuǎn)軸，及其附件等效為一個直徑為200mm，長度為300mm的圓柱體，其質(zhì)量===㎏所以W=（++）== 的計算為啟動和制動時，活塞受的慣性力，其計算公式為=式中 W為參與運動的零部件總重量